钢的锻造余热淬火回火处理
1 范围
本标准规定了钢的锻造余热淬火回火处理的工艺、质量检验。
本标准主要适用于结构钢锻造余热淬火回火处理，也适用于轴承钢和工具钢等钢种作为预备热处理的锻造余热淬火回火处理。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 224 钢的脱碳层深度测定方法
GB/T 228—2002 金属材料 室温拉伸试验方法（eqv ISO 6892：1998）
GB/T 230.1 金属洛氏硬度试验 第1部分：试验方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺）[GB/T 230.1—2004，ISO 6508-1：1999 Metallic materials—Rockwell hardness test—Part 1：Test method（scales A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T），MOD]
GB/T 231.1 金属布氏硬度试验 第1部分：试验方法[GB/T 231.1—2004，eqv ISO 6506：1999（E）]
GB/T 699 优质碳素结构钢
GB/T 1220 不锈钢棒
GB/T 1222 弹簧钢
GB/T 1298 碳素工具钢技术条件（GB/T 1298—1986，neq ASTM A686：1979）
GB/T 1299 合金工具钢（GB/T 1299—2000，neq ASTM A681：1994）
GB/T 3203 渗碳轴承钢技术条件
GB/T 4340.1 金属维氏硬度试验 第1部分：试验方法（GB/T 4340.1—1999，eqv ISO 6507-1：1997）
GB/T 6394 金属平均晶粒度测定方法（GB/T 6394—2002，ASTM E112：1996，MOD）
GB/T 9943 高速工具钢棒技术条件（GB/T 9943—1988，ASTM A600：1979，NEQ）
GB/T 16924 钢件的淬火与回火（GB/T 16924—1997，eqv JIS B6913：1989）
GB/T 18254 高碳铬轴承钢
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1 锻造余热淬火 remaining heat from forging for quenching
钢在高温奥氏体状态经形变后利用锻造余热进行直接淬火，使锻件获得部分或全部马氏体组织的热处理工艺。
3.2 锻造形变量 deformation of forge
一般指工件的工作部位原始截面积的变化程度。
3.3 锻后停留时间 interval between forging and quenching
钢在完成高温形变后的各个压力加工工序后，至进入淬火冷却介质前的间隔时间。
3.4 锻造余热淬火温度 quenching temperature by remaining heat from forging
钢在高温形变后经过适当时间停留，进入淬火截止前的锻件表面温度。
4 锻热淬火的分类
——自由锻余热淬火；
——模锻余热淬火；
——辊锻余热淬火；
——辊锻加模锻余热淬火；
——热轧余热淬火；
——精锻余热淬火。
5 待锻热淬火件
5.1 待锻热淬火件常用钢号见表1。
表1 待锻热淬火件常用钢号
注：带“*”号的项目，在有特殊要求时才提供数据，一般可以省略。
6 锻热淬火的技术条件及处理设备
6.1 锻造工艺技术条件
6.1.1 锻造加热温度
在保证锻造成形的前提下，选择钢的锻造温度不宜过高。
6.1.2 锻造加热设备
有效加热区内的温度偏差不应超过表3规定。炉温应易测可调。
表3 有效加热区的温度偏差 （单位：℃）
注：与上述钢种类似的钢种，在锻造淬火中也可以采用。
5.2 待锻热淬火件的原始资料见表2。
5.3 待锻热淬火件的外观要求无裂纹和影响锻热淬火件质量的其他缺陷。
表2 待锻热淬火件的原始资料
注：带“*”号的项目，在有特殊要求时才提供数据，一般可以省略。
6 锻热淬火的技术条件及处理设备
6.1 锻造工艺技术条件
6.1.1 锻造加热温度
在保证锻造成形的前提下，选择钢的锻造温度不宜过高。
6.1.2 锻造加热设备
有效加热区内的温度偏差不应超过表3规定。炉温应易测可调。
表3 有效加热区的温度偏差 （单位：℃）
6.1.3 锻造加热的装炉量
燃料炉装炉量应按允许脱碳层深度值试验确定。
6.1.4 锻造形变量
形变量应根据满足钢在处理后的冲击性能要求确定，常用钢材最佳形变量范围约为255～40%。
6.1.5 锻后停留时间
常用钢材高温形变后停留时间，推荐碳钢不大于60s；合金钢不大于20～60s。
6.2 锻造淬火工艺技术条件
6.2.1 锻造淬火温度
根据钢种、锻造形状、尺寸及力学性能要求，淬火温度应为钢的相变临界点Ar3及Arcm以上或Arcm～Ar1之间的某一温度值。
6.2.2 淬火冷却与淬火冷却介质
淬火冷却时，在一定范围内，应控制适当的冷却速度及冷却时间。淬火冷却介质的应用温度及适用钢种应见表4。
6.2.3 淬火冷却槽、浴槽应有足够的容积，并配置淬火冷却介质合理循环及浴温的装置。
6.2.4 连续式冷却设备应能调节输送速度，以保证必要的冷却时间。
表4 淬火冷却介质的应用温度及适用钢种
6.1.3 锻造加热的装炉量
燃料炉装炉量应按允许脱碳层深度值试验确定。
6.1.4 锻造形变量
形变量应根据满足钢在处理后的冲击性能要求确定，常用钢材最佳形变量范围约为255～40%。
6.1.5 锻后停留时间
常用钢材高温形变后停留时间，推荐碳钢不大于60s；合金钢不大于20～60s。
6.2 锻造淬火工艺技术条件
6.2.1 锻造淬火温度
根据钢种、锻造形状、尺寸及力学性能要求，淬火温度应为钢的相变临界点Ar3及Arcm以上或Arcm～Ar1之间的某一温度值。
6.2.2 淬火冷却与淬火冷却介质
淬火冷却时，在一定范围内，应控制适当的冷却速度及冷却时间。淬火冷却介质的应用温度及适用钢种应见表4。
6.2.3 淬火冷却槽、浴槽应有足够的容积，并配置淬火冷却介质合理循环及浴温的装置。
6.2.4 连续式冷却设备应能调节输送速度，以保证必要的冷却时间。
表4 淬火冷却介质的应用温度及适用钢种
6.3 锻热淬火后回火工艺技术条件
6.3.1 为防止淬火件的畸变和开裂，淬火后应及时回火。
6.3.2 根据钢种及力学性能要求选择适当的回火温度、回火时间、加热速度及冷却方式。
6.3.3 回火设备应按GB/T 16924规定执行。
6.4 锻热淬火后回火工艺控制
6.4.1 锻造加热温度控制
加热设备应配置温度可测可调装置。
6.4.2 锻热淬火温度控制
应进行监视及定时检测。
6.4.3 回火温度控制
回火应配置温度可测可调装置，必要时应配有温度-时间记录装置。
6.4.4 淬火冷却介质控制
应经常监测及随时调整应用温度，淬火冷却介质冷却特性应定期抽检。
7 锻热淬火回火件的质量检查(www.xing528.com)
7.1 质量检验工作
7.1.1 质量检验工作由质量管理部门负责。在锻造车间、工段或小组设立检查站，进行日常锻热淬火回火工艺质量及锻热淬火回火件的产品质量检查。
7.1.2 质量检验工作实行自检、互检和专检相结合的方式，以专职检验员为主。
7.1.3 检验员按图样规定及有关标准进行检查，并监督工艺正确执行。
7.2 质量检验内容及要求
7.2.1 表面质量
无裂纹和折叠。
7.2.2 表面硬度
表面硬度偏差范围及检验方法，应按GB/T 16924规定执行。
7.2.3 力学性能
应符合图样规定的力学性能指标。
7.2.4 金相组织
钢在锻热淬火后奥氏体晶粒号应不低于2号，金相组织符合所用钢种或零件规定的评级标准。
7.2.5 畸变
畸变量应在热处理工艺规定的范围内。
7.3 质量检验方法
7.3.1 无损检测
裂纹及伤痕的检测应包括肉眼鉴别与各类无损检测方法。普通件应做100%的肉眼检验，重要件应做100%无损检测。
7.3.2 硬度检验
按GB/T 230.1、GB/T 231.1、GB/T 4340.1的规定执行。
7.3.3 力学性能检验
按GB/T 228规定执行。
7.3.4 一次冲击试验
必要时可采用非标本试验。
7.3.5 金相组织检验
按GB/T 224、GB/T 6394规定执行。
金相组织评级应根据不同工艺和零件，按企业标准或行业标准进行检验。
7.4 检验设备
7.4.1 无损检测设备：磁粉探伤机、染色探伤机。
7.4.2 硬度试验机：洛氏硬度计、布氏硬度计、维氏硬度计。硬度计应定期检定。
7.4.3 拉力试验机。
7.4.4 摆锤式冲击试验机。
7.5 检验设备的保养
建立定期的保养制度，建立设备档案。
8 产品报告单
产品报告单应包括下列内容：
a）锻热淬火类别：
b）锻热淬火回火工艺类型；
c）锻热淬火回火件的类别；
d）质量检验结果；
e）锻热淬火回火件的重量与数量；
f）操作者姓名或代号；
g）锻热淬火回火处理日期（年 月 日）。
6.3 锻热淬火后回火工艺技术条件
6.3.1 为防止淬火件的畸变和开裂，淬火后应及时回火。
6.3.2 根据钢种及力学性能要求选择适当的回火温度、回火时间、加热速度及冷却方式。
6.3.3 回火设备应按GB/T 16924规定执行。
6.4 锻热淬火后回火工艺控制
6.4.1 锻造加热温度控制
加热设备应配置温度可测可调装置。
6.4.2 锻热淬火温度控制
应进行监视及定时检测。
6.4.3 回火温度控制
回火应配置温度可测可调装置，必要时应配有温度-时间记录装置。
6.4.4 淬火冷却介质控制
应经常监测及随时调整应用温度，淬火冷却介质冷却特性应定期抽检。
7 锻热淬火回火件的质量检查
7.1 质量检验工作
7.1.1 质量检验工作由质量管理部门负责。在锻造车间、工段或小组设立检查站，进行日常锻热淬火回火工艺质量及锻热淬火回火件的产品质量检查。
7.1.2 质量检验工作实行自检、互检和专检相结合的方式，以专职检验员为主。
7.1.3 检验员按图样规定及有关标准进行检查，并监督工艺正确执行。
7.2 质量检验内容及要求
7.2.1 表面质量
无裂纹和折叠。
7.2.2 表面硬度
表面硬度偏差范围及检验方法，应按GB/T 16924规定执行。
7.2.3 力学性能
应符合图样规定的力学性能指标。
7.2.4 金相组织
钢在锻热淬火后奥氏体晶粒号应不低于2号，金相组织符合所用钢种或零件规定的评级标准。
7.2.5 畸变
畸变量应在热处理工艺规定的范围内。
7.3 质量检验方法
7.3.1 无损检测
裂纹及伤痕的检测应包括肉眼鉴别与各类无损检测方法。普通件应做100%的肉眼检验，重要件应做100%无损检测。
7.3.2 硬度检验
按GB/T 230.1、GB/T 231.1、GB/T 4340.1的规定执行。
7.3.3 力学性能检验
按GB/T 228规定执行。
7.3.4 一次冲击试验
必要时可采用非标本试验。
7.3.5 金相组织检验
按GB/T 224、GB/T 6394规定执行。
金相组织评级应根据不同工艺和零件，按企业标准或行业标准进行检验。
7.4 检验设备
7.4.1 无损检测设备：磁粉探伤机、染色探伤机。
7.4.2 硬度试验机：洛氏硬度计、布氏硬度计、维氏硬度计。硬度计应定期检定。
7.4.3 拉力试验机。
7.4.4 摆锤式冲击试验机。
7.4.5 金相显微镜（配有摄像装置的光学金相显微镜）。
7.5 检验设备的保养
建立定期的保养制度，建立设备档案。
8 产品报告单
产品报告单应包括下列内容：
a）锻热淬火类别：
b）锻热淬火回火工艺类型；
c）锻热淬火回火件的类别；
d）质量检验结果；
e）锻热淬火回火件的重量与数量；
f）操作者姓名或代号；
g）锻热淬火回火处理日期（年 月 日）。
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